JPS6234279B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水系塗料、特にスラリー状塗料用に適
した鱗片状アルミニウムペースト顔料の調製方法
に関する。

近年、塗料組成物においても無公害化、省資源
化が進められ、その塗料形態も従来の有機溶剤希
釈型塗料にかえて水希釈型塗料、粉体塗料等へと
変化しつつある。その一つとして水希釈型塗料と
粉体塗料の特徴を併せ有するスラリー状塗料が開
発されている。このスラリー状塗料は主に水を媒
体とし、５〜80μ程度の水不溶性樹脂粒子を固形
分濃度として20〜60重量％に分散させた塗料であ
る。このスラリー状塗料は高固形分濃度で塗布出
来、かつ塗装方法に於いても従来の溶液状塗料を
塗布する塗装装置がそのまま使用出来、しかも塗
料の揮発分は、媒体の水だけであるため、資源の
節約になり、かつ公害の発生源とならないという
長所を併せ有する。かかる理由からこの種の塗料
は今後その需要が大きく伸びるものと予想され
る。

しかしながら、上記スラリー状塗料に於いても
基本的な問題が未解決のまま残されていた。

その問題点の一つは高輝度の塗膜を得るために
スラリー状塗料に加える適当な鱗片状アルミニウ
ム顔料がないということであつた。

従来、鱗片状アルミニウム顔料としては、アル
ミニウムパウダーとアルミニウムペーストが知ら
れている。

しかしながら、アルミニウムパウダーは、スラ
リー状塗料に配合すると分散性が悪く、またアル
ミニウム粉末の浮きが著しく、スラリー状塗料用
には不適当であつた。

またアルミニウムペーストには、水系タイプの
ものと有機溶剤系タイプのものが知られている。
前者はアルミニウムパウダーを適当な界面活性剤
の添加により水分散性としたものであるが、貯蔵
安定性が悪く塗料用には問題があつた。

一方、後者はミネラルスピリツト等の有機溶剤
中で、ステアリン酸、オレイン酸等の潤滑剤、さ
らに必要に応じ界面活性剤、防食剤等の存在下で
アルミニウムパウダーを湿式磨砕して製造された
ものであるが、有機溶剤系アルミニウムペースト
は、スラリー状塗料中に配合するとアルミニウム
ペースト中の有機溶剤が、樹脂粒子を軟化せし
め、その結果樹脂粒子は粒子間の融着、凝集が生
じて沈澱し、塗料の貯蔵安定性を著しく悪くする
という欠点があつた。

また有機溶剤系アルミニウムペーストを配合し
たスラリー状メタリツク塗料を塗布し、次いでス
リー状クリヤー塗料を塗布する２コート、２ベー
ク方式においては、下塗塗膜層に残存する有機溶
剤がクリヤー上塗塗膜のハジキ等の塗膜欠陥を起
す原因となる。

そこで有機溶剤系アルミニウムペーストの一部
脱溶剤化が試みられたが、二次凝集が起き、塗料
用顔料として使用出来なかつた。

本発明は前述の如き従来の鱗片状アルミニウム
顔料の欠点を排除した新規な水系塗料、特にスラ
リー状塗料用に適した鱗片状アルミニウムペース
ト顔料の調製方法に関する。

即ち本発明は、有機溶剤系鱗片状アルミニウム
ペースト顔料にHLB11〜14のノニオン系界面活
性剤を加え均一に混合した後、多量の水を加え均
一に混合し、次いで固液分離し、ペースト状物を
回収するとを特徴とする水系塗料用鱗片状アルミ
ニウムペースト顔料の調製方法に関する。

本発明の調製方法により、有機溶剤系アルミニ
ウムペースト顔料中の大部分の有機溶剤をアルミ
ニウムパウダーの分散安定性を損わずに水と置換
出来、また得られたアルミニウムペースト顔料は
スラリー状塗料と混合した場合も、安定に分散混
合出来、さらに前述の如き塗膜欠陥を起さない。

以下、本発明の鱗片状アルミニウムペースト顔
料の調製方法を詳細に説明する。

本発明に使用される有機溶剤系鱗片状アルミニ
ウムペースト顔料はアルミニウムパウダー、その
媒体としてミネラルスピリツト、ソルベントナフ
サ、トルエン、キシレン等の有機溶剤、潤滑剤と
してステアリン酸、オレイン酸等の脂肪酸、その
他各種分散剤、防食剤等が配合されたものであ
る。該アルミニウムパウダーとしては短径と長径
の比が１対10以上の偏平な形状で、その長径が
100μ以下の粒子で、その粒度分布の大部分が30
μ以下である、JISK5910に規定される１種に相
当するものが好ましい。

上記有機溶剤系鱗片状アルミニウムペースト顔
料としては、具体的には市販のアルペーストHS
−２、アルペーストスーパーメタリツク
8820YF、（以上東洋アルミニウム社製商品名）；
アルミペーストSAP220N（昭和アルミパウダー
社製商品名）；アルトツプ（東海金属社製商品
名）；MA−70（旭化成工業社製商品名）；
STAPA2NL（ECKART−WERKE社製商品名）
等が代表的なものとして挙げられる。その他有機
溶剤を媒体とした市販のアルミニウムペースト顔
料は、いずれも適用出来る。

本発明に於いては、上記有機溶剤系鱗片状アル
ミニウムペースト顔料にノニオン系界面活性剤を
加えニーダー、パドルミキサー、ボールミル等の
混合機にて、約30〜120分間均一に混合する。

上記ノニオン系界面活性剤としては高級脂肪酸
ソルタビンエステル系、高級アルコールエーテル
系、高級アルキルアミンエーテル系、高級脂肪酸
エステル系、アルキルフエノール系等が代表的な
ものとして挙げられる。該ノニオン系界面活性剤
はそのHLBが11〜14のものである。

ノニオン系界面活性剤のHLBが前記範囲外と
なると、アルミニウムパウダーの分散性が悪く塗
料用顔料として適当でない。

また、ノニオン系界面活性剤の添加量は有機溶
剤系鱗片状アルミニウムペースト顔料100重量部
に対し、５〜50重量部が適当である。ノニオン系
界面活性剤の添加量が前記範囲より少ないと、ア
ルミニウムパウダーの分散性が悪く、逆に多過ぎ
ると得られたアルミニウムペースト顔料が配合さ
れた水系塗料より形成される塗膜の耐水性、耐候
性等に悪影響及ぼすためのいずれも適当でない。

本発明に於いては有機溶剤系鱗片状アルミニウ
ムペースト顔料にノニオン系界面活性剤を均一に
混合した後、次いでそれに水を撹拌しながら徐々
に加える。水混合時間は約10分である。水の添加
により、有機溶剤は潤滑剤で覆われたアルミニウ
ムパウダーと遊離する。水の添加量は通常有機溶
剤系鱗片状アルミニウムペースト顔料の８〜50倍
程度が適当である。

次いで水を添加した分散液は、デカンテーシヨ
ン法、遠心分離法、過法等の手段で固液分離し
固形分濃度約25〜50重量％のペースト状物を取出
す。この固液分離により、液側に大部分の有機溶
剤と、微粒子のアルミニウムパウダーが除去され
る。該微粒子のアルミニウムパウダーは、メタリ
ツク塗膜の色相に悪影響を及ぼすので、この工程
で除去されるので好都合である。

尚、有機溶剤の除去の程度は、有機溶剤の種
類、水の添加量等により異なるが、いずれにして
も有機溶剤系鱗片状アルミニウムペースト顔料が
水系塗料に配合された時有機溶剤の残存量が該塗
料の約0.2〜0.3重量％になることが好ましい。

また固液分離する際、過度の遠心力や圧力の適
用はアルミニウムパウダーが二次凝集を起す原因
となるので避けるべきである。通常、適用される
圧力は２Kg／cm²以下である。

かくして回収したペースト状物は、そのままの
形で水系塗料用鱗片状アルミニウムペースト顔料
として使用出来るが、必要に応じて、さらに水も
しくはHLB11〜14のノニオン系界面活性剤を含
む水にて濃度調整して水系塗料用鱗片状アルミニ
ウムペースト顔料としてもよい。

なお、以上の如くして得られた水系塗料用鱗片
状アルミニウムペースト顔料に有機溶剤が、水系
塗料に配合した場合悪影響を及ぼす程度に残存し
ている場合は、再度水で分散し、同様に回収す
る。有機溶剤の許容し得る残存量については前記
したとおりである。

本発明の方法により得られた水系塗料用鱗片状
アルミニウムペースト顔料は、スラリー状塗料、
エマルジヨン塗料、水溶性塗料等の水系塗料に利
用出来、特に前者において好適である。

上記スラリー状塗料は水媒体と該水媒体に対し
10〜60重量％の粒子径５〜80μの水不溶性樹脂粒
子とを主成分とするものが適当である。

このスラリー状塗料に本発明の方法により得ら
れた鱗片状アルミニウムペースト顔料を均一に撹
拌分散する。鱗片状アルミニウムペースト顔料の
添加量は、樹脂粒子に対し、アルミニウムパウダ
ーが0.1〜30重量％程度になるような量が適当で
ある。通常１〜20重量％加えるのが塗膜外観及び
塗膜性能上良好である。

このようなスラリー状メタリツク塗料組成物は
被塗物上に塗布され、次いで水が蒸発する際に、
鱗片状アルミニウム顔料は樹脂粒子表面で被塗物
とほぼ平行に並ぶようになる。

即ち、加熱による樹脂粒子の溶融に際し流展距
離が最も大きい位置に、被塗物と平行に並ぶので
ある。

従つて、塗膜となつた時、溶液型塗料を塗装し
たのとほぼ同程度に高い輝度を有する塗膜が形成
されるのである。

なおスラリー状塗料に使用する樹脂の軟化温度
は５〜120℃の範囲のものを用いる。しかして軟
化温度が５℃以下の粒子は、常温において水媒体
中で沈澱した粒子を撹拌し、再び均一化しようと
するとき、その粘着性のため、十分に単独粒子に
までもどすことができない。

また軟化温度が120℃以上の樹脂は鱗片状アル
ミニウム顔料の潤滑剤の熱安定温度である250℃
以下の焼付条件において十分に流展させることが
できない。

通常最適な軟化温度は40〜80℃である。

スラリー状塗料に使用される記樹樹脂の具体例
としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂、アルキツド樹脂、セルロース系樹
脂、オレフイン系樹脂等あるいはこれらのウレタ
ン等による変性樹脂を挙げることが出来る。

また樹脂粒子には必要に応じ所望の色を与える
顔料や、硬化剤、流動調整剤、帯電防止剤などの
添加剤を含んでもよい。

さらにスラリー状塗料は媒体の水に必要に応じ
て沈澱防止剤、表面調整剤、防腐剤、増粘剤、防
食剤などを添加し得る。

以下本発明の詳細を実施例により説明する。

「部」又は「％」は「重量部」又は「重量％」
をもつて示す。

実施例 １ 有機溶剤系鱗片状アルミニウムペースト顔料
（アルペーストHS−２（固形分70％）、アルペー
スト1700NL（固形分70％）〔いずれも東洋アルミ
ニウム社製商品名〕の（１：１）からなる混合
物）100部とHLB12.4のノニオン系界面活性剤
（エマルゲン909〔花王アトラス社製商品名〕）20
部とをニーダーで30分間撹拌した。この混合物に
水1000部を撹拌しながら徐々に加え10分間分散さ
せた。

分散液を１時間放置後、上澄液を除き、残部を
吸引過してペースト状物を回収した。ペースト
状物は固形分45％でアルミニウム回収率は96％で
あつた。このペースト状物８部に、水17部を加え
鱗片状アルミニウムペースト顔料を調製した。こ
れとスラリー状塗料（スラリツク＃1000青〔大日
本塗料社製商品名〕；固形分42％；アクリルウレ
タン系樹脂粒子：軟化温度80℃、平均粒径12μ）
100部とを均一に混合し、スラリー状メタリツク
塗料を調製した。

得られた塗料を35℃、２ケ月間放置したところ
異常は認められず、その塗料を撹拌後ブリキ板上
に30μ膜厚に塗布し、170℃、20分間焼付けたと
ころ良好な外観の塗膜が得られた。

実施例 ２ 有機溶剤系鱗片状アルミニウムペースト顔料
（MA−70（固形分65％）〔旭化成工業社製商品
名〕）100部とHLB12.1のノニオン系界面活性剤
（エマルゲン108〔花王アトラス社製商品名〕）30
部とをニーダーで30分間撹拌した。この混合物に
水1000部を撹拌しながら徐々に加え、10分間分散
させた。

以下実施例１と同様にして固形分41％のペース
ト状物を回収した。アルミニウム回収率は95％で
あつた。

このペースト状物8.8部に水16.2部を加え、鱗
片状アルミニウムペースト顔料を調製した。

この鱗片状アルミニウムペースト顔料を使用し
て実施例１と同様にしてスラリー状メタリツク塗
料を調製したところ、実施例１と同様貯蔵安定
性、塗膜外観が良好であつた。

実施例 ３ 実施例１で得られたスラリー状メタリツク塗料
をブリキ板上に15μ膜厚に塗布し、150℃で10分
間焼付けた後、該塗膜上にスラリー状塗料（スラ
リツク＃1000クリヤー〔大日本塗料社製商品
名〕；固形分40％；アクリルウレタン系樹脂粒
子：軟化点70℃、平均粒径12μ）を40μ膜厚に塗
布し、170℃で20分間焼付けたところ良好な外観
の塗膜が得られた。

比較例 １ 実施例１で使用した有機溶剤系鱗片状アルミニ
ウムペースト顔料25部とスラリツク＃1000青100
部とを加え均一に混合し、スラリー状メタリツク
塗料を調製した。得られた塗料はすぐに沈澱が生
じ、塗料として使用不可能であつた。

比較例 ２ 実施例１で使用した有機溶剤系鱗片状アルミニ
ウムペースト顔料５部とエマルゲン909 1.5部と
を30分間撹拌した後、水20部を撹拌しながら徐々
に加え10分間分散させた。これをスラリツク
＃1000青100部と均一に混合し、スラリー状メタ
リツク塗料を調製した。

得られた塗料を35℃で放置したところ、３日間
で沈澱が生じ、１週間で再分散不可能となつた。
その塗料を撹拌後ブリキ板上に30μ膜厚に塗布
し、170℃、20分間焼付けたところ、鮮明な塗膜
が得られなかつた。

比較例 ３ 比較例２で得られたスラリー状メタリツク塗料
をブリキ板上に15μ膜厚に塗布し、150℃で10分
間焼付けた後、該塗膜上にスラリツク＃1000クリ
ヤーを40μ膜厚に塗布し、170℃で20分間焼付け
たところクリヤー塗膜にハジキが見られた。

比較例 ４ 実施例１で使用した有機溶剤系鱗片状アルミニ
ウムペースト顔料５部に水20部を撹拌しながら
徐々に加えたが均一に分散せず、塗料用顔料とし
て不適当であつた。同様に前もつて陰イオン系界
面活性剤（エマール20C〔花王アトラス社製商品
名〕）を２部加えていたものに水20部を加えたも
のも均一に分散しなかつた。

比較例 ５ 水系アルミニウムペースト顔料（AW−500MB
（固形分72％）〔旭化成工業社製商品名〕）５部に
水20部を加え均一分散したものをスラリツク
＃1000青100部と混合し、スラリー状メタリツク
塗料を調製した。

この塗料を35℃で放置したところ、２日間で沈
澱が生じ、５日間で再分散不可能となつた。

またこの塗料を使用して実施例３と同様にして
２層塗膜を形成させたが、ベースメタリツク塗膜
にアルミニウムの浮きが認められ、またクロスカ
ツトを入れてテープ剥離したところクリヤー層の
剥れがあつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機溶剤系鱗片状アルミニウムペースト顔料
   にHLB11〜14のノニオン系界面活性剤を加え均
   一に混合した後、多量の水を加え均一に混合し、
   次いで固液分離し、ペースト状物を回収すること
   を特徴とする水系塗料用鱗片状アルミニウムペー
   スト顔料の調製方法。 ２ 水系塗料が、水媒体と該水媒体に対し10〜60
   重量％の、軟化温度５〜120℃、粒子径５〜80μ
   の水不溶性樹脂粒子とを主成分とするスラリー状
   塗料であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の水系塗料用鱗片状アルミニウムペースト
   顔料の調製方法。